Tylent Technologies ha sviluppato un sistema innovativo per la preparazione automatizzata di farmaci iniettabili in dosi personalizzate. Elemento centrale del progetto è la piattaforma XPlanar, che ha aperto ai progettisti nuovi orizzonti applicativi.
La preparazione di farmaci infusionali in dosi personalizzate è uno dei processi più complessi e critici in ambito clinico. Accuratezza di dosaggio, sicurezza microbiologica, tracciabilità end-to-end e continuità operativa sono requisiti imprescindibili, in particolare per terapie ad alta criticità come oncologia, biologici e trattamenti patient-specific.
Negli ultimi vent’anni, le soluzioni di intravenous compounding automation hanno adottato architetture derivate dall’automazione industriale tradizionale: sistemi monolitici, processi fortemente serializzati e largo impiego di bracci robotici antropomorfi. In molti casi, per semplificare la complessità degli attuatori e del controllo del movimento, si è fatto ricorso anche a soluzioni pneumatiche.
Queste scelte progettuali, sebbene consolidate, introducono limiti strutturali in termini di scalabilità, parallelismo dei processi, controllo fine del movimento e operatività in ambienti in cui il controllo del particolato aerodisperso è fondamentale e normato, generando colli di bottiglia difficilmente eliminabili.
È a partire da questo design legacy di settore che nasce il progetto Lyvra™, sviluppato da Tylent Technologies, società del gruppo GPI S.p.A., con l’obiettivo di ripensare l’architettura dei sistemi di compounding automatizzato su basi completamente nuove.
Automazione end-to-end, sicurezza e tracciabilità
L’intero sistema è progettato come un processo completamente automatizzato end-to-end, dal carico iniziale dei materiali fino al prodotto finito imbustato e pronto per la somministrazione, senza fasi mancanti o interventi manuali a completamento.
Ogni preparazione è tracciata in modo continuo e univoco lungo l’intero ciclo di processo. Le informazioni relative a farmaco, dosaggio, paziente e reparto vengono stampigliate automaticamente sul prodotto finale, mentre la gestione degli scarti avviene in contenitori autosigillanti, riducendo l’esposizione degli operatori e il rischio di contaminazione.
Questo approccio consente benefici concreti e consolidati: riduzione degli sprechi di farmaco, incremento della sicurezza per pazienti e operatori e significativa riduzione della pressione sulle risorse umane altamente qualificate, oggi spesso impegnate in attività manuali o supportate da tecnologie di automazione parziale.
Modularità e parallelismo come principi architetturali
L’approccio di Tylent si fonda su un principio chiave: superare l’automazione seriale a favore di un’architettura nativamente modulare, composta da stazioni di lavoro replicabili e riconfigurabili, capaci di operare in parallelo e di adattarsi dinamicamente a carichi, priorità e tipologie di preparazione differenti. Elemento abilitante di questo paradigma è XPlanar, il sistema di trasporto a levitazione magnetica di Beckhoff. La movimentazione contactless e indipendente dei mover su un piano bidimensionale consente di svincolare il flusso di processo da percorsi fissi e sequenze rigide, permettendo l’instradamento dinamico dei singoli carrier e l’esecuzione simultanea di più operazioni. “XPlanar ci ha permesso di progettare un sistema realmente parallelo, in cui ogni unità di processo può essere gestita e instradata in modo indipendente, senza i vincoli tipici delle architetture lineari”, spiega Alessandro Jurman, Responsabile R&D di Tylent Technologies.
Full electric e broadly wireless system design
Nel settore dell’intravenous compounding automation, l’impiego della pneumatica ha spesso rappresentato una scorciatoia progettuale per ridurre la complessità e la numerosità degli attuatori necessari, introducendo tuttavia criticità rilevanti in termini di calibrazione, stabilità e gestione della contaminazione.
Tylent Technologies adotta invece un’architettura full electric, nella quale tutte le movimentazioni sono affidate a soluzioni elettromeccaniche integrate e controllate in modo deterministico tramite EtherCAT. In particolare, l’impiego di due famiglie di motori Beckhoff con encoder assoluti multigiro e azionamento integrato ha permesso di ridurre significativamente il numero di sensori, ottimizzando la componentistica con benefici sia progettuali sia economici. Si tratta dei motori EtherCAT ASI8100, stepper per applicazioni a bassa velocità e ingombro ridotto, e AMI8100, servomotori con freno integrato per movimentazioni verticali. Grazie a queste scelte progettuali, il sistema Lyvra™ implementa funzionalità di movimento sofisticate, mantenendo al contempo compattezza, affidabilità e semplicità di integrazione.
A questo approccio si affianca un concetto più ampio di broadly wireless system design. Non solo il piano XPlanar elimina connessioni meccaniche e attriti, ma anche l’equipaggiamento elettronico è distribuito in modo innovativo.
Tylent Technologies ha sviluppato soluzioni elettroniche originali, attualmente in fase di brevetto, integrate direttamente a bordo dei mover Beckhoff. In questo modo, i mover evolvono da semplici elementi di trasporto a workstation mobili intelligenti, in grado di eseguire funzioni di processo, acquisire dati, interagire con i sistemi di visione e contribuire attivamente all’orchestrazione del flusso produttivo. Questa scelta incrementa in modo significativo efficienza, scalabilità e riconfigurabilità del sistema, riducendo al contempo cablaggi, punti di connessione critici e complessità di integrazione.
Architettura PC-based Beckhoff e integrazione funzionale
La gestione di un’elevata variabilità di formati, volumi e comportamenti dinamici – dalle siringhe di piccolo volume alle sacche flessibili fino a oltre un litro – richiede un controllo strettamente integrato di movimento, visione e logica di processo. Tylent Technologies ha scelto un’architettura PC-based Beckhoff, nella quale motion control, visione, safety e HMI sono integrati in un unico ambiente di sviluppo e runtime.
In particolare, i PC industriali CX2062 e C6032, con runtime TwinCAT, governano l’intera macchina, mentre EtherCAT garantisce comunicazioni real-time deterministiche tra piano XPlanar, motori, sistemi di visione e dispositivi di campo.
Questa integrazione consente di gestire profili di movimento adattivi, carichi parzialmente riempiti e geometrie variabili, mantenendo precisione e sicurezza anche in condizioni dinamiche complesse. La variabilità, tipica del compounding clinico, viene così affrontata non con soluzioni dedicate o eccezioni di processo, ma come parte integrante dell’architettura di controllo. Per sfruttare appieno la flessibilità offerta dal sistema meccatronico, Tylent Technologies sta affiancando al software di controllo convenzionale una piattaforma di orchestrazione basata su algoritmi di machine learning e intelligenza artificiale, in grado di coordinare e ottimizzare ogni fase del processo.
L’obiettivo è massimizzare le prestazioni complessive del sistema, adattando dinamicamente i flussi operativi ai diversi scenari clinici e produttivi, mantenendo al contempo un controllo rigoroso su sicurezza, tracciabilità e qualità del processo.
Una nuova generazione di intravenous compounding automation
Il progetto sviluppato da Tylent Technologies rappresenta un’evoluzione sostanziale nell’intravenous compounding automation. “Le potenzialità di XPlanar e del sistema di automazione TwinCAT, unitamente alla collaborazione con un partner come Beckhoff, fortemente orientato alla ricerca e allo sviluppo, sono state decisive nella scelta della soluzione”, conclude Alessandro Jurman. La combinazione di modularità nativa, parallelismo di processo, workstation mobili intelligenti e integrazione profonda con l’ecosistema Beckhoff consente di superare i limiti delle architetture tradizionali e di affrontare in modo strutturale la complessità del compounding clinico moderno.
Ulteriori informazioni
